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4.用膨脹系數(shù)法計(jì)算(suàn)流量系數(shù)C

類别:行(xíng)業新聞 日期:2021-04-15

166介質為(wèi)蒸氣,如下述工況,計(jì)算(suàn)其流量系數(shù)?

蒸氣質量流量Ws=35000kg/h,p1=4050kPa,p2=5000kPa,絕熱指數(shù)K=1.3,t=368℃,ρs=14.33kg/m3。若選用套筒調節閥,求流量系數(shù)。
解  查表3-1得(de),XT=0.75
 
 

167介質為(wèi)空(kōng)氣和(hé)水(shuǐ)的混合流體(tǐ),在大(dà)的流量條件下,按以下數(shù)據如何計(jì)算(suàn)其流量系數(shù)?  

 
 
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168調節閥流體(tǐ)系數(shù)計(jì)算(suàn)為(wèi)什麽要考慮管件形狀修正?什麽情況下需要進行(xíng)管件形狀修正?

      調節閥閥體(tǐ)的上(shàng)遊和(hé)下遊安裝有(yǒu)附接管件,這就存在管件幾何形狀的影(yǐng)響,亦即管件幾何形狀系數(shù)Fp的影(yǐng)響,在計(jì)算(suàn)調節閥流量系數(shù)時(shí)要考慮适當修正。但(dàn)管件形狀修正是比較煩瑣的,為(wèi)了簡化設計(jì)過程,對修正量較小(xiǎo)者(例如小(xiǎo)于10%)可(kě)考慮不做(zuò)此項修正。從實踐和(hé)收集到的資料分析,在阻塞流條件下需要進行(xíng)管件形狀修正;而在非阻塞流時(shí),隻有(yǒu)球閥、90°全開(kāi)蝶閥等少(shǎo)數(shù)調節閥,當D/d≧1.5時(shí),才進行(xíng)此項修正。
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169氣體(tǐ)在非阻塞流情況的流量系數(shù)怎樣計(jì)算(suàn)?

      Fp是流過裝有(yǒu)附接管件調節閥的流量與不裝有(yǒu)附接管件時(shí)的流量之比。可(kě)以通(tōng)過試驗确定Fp,其壓差值以不出現阻塞流為(wèi)限。兩種安裝情況的流量均在不産生(shēng)阻塞流的同一試驗條件下測得(de)。
 

 

170在非阻塞流情況,液體(tǐ)介質時(shí)KV值經管件形狀修正的公式是什麽樣?

 
 
 

171在阻塞流情況,液體(tǐ)介質時(shí)KV值經管件形狀修正的公式是什麽樣?

 
 
 

172氣體(tǐ)介質時(shí),KV值經管件形狀修正的公式什麽樣

 

第五節平均重度修正法與膨脹系數(shù)法的比較

 

173平均重度法、平均重度修正法和(hé)膨脹系數(shù)法針對下述介質及工況的比較計(jì)算(suàn)情況如何?

 
所以為(wèi)一般流動,Kv值 計(jì)算(suàn)公式為(wèi)
 
(2)按平均重度修正法計(jì)算(suàn)
查表得(de)FL=0.85,則
 
所以為(wèi)阻塞流動,Kv值計(jì)算(suàn)公式為(wèi)
 
(3)按膨脹系數(shù)法計(jì)算(suàn)
查有(yǒu)關物理(lǐ)參數(shù)得(de)
(4)結論
        由以上(shàng)計(jì)算(suàn)實例可(kě)見,采用平均重度修正法與膨脹系數(shù)法計(jì)算(suàn)結論基本一緻,其Kv值在171.1~171.2之間(jiān),而用平均重度法計(jì)算(suàn)出的Kv值為(wèi)151.3,差(171.2-151.3)/151.3=13%。
        這個(gè)例子是比較巧合的。平均重度修正法與膨脹系數(shù)法實際計(jì)算(suàn)結果有(yǒu)差别,而後者精度更高(gāo),但(dàn)是計(jì)算(suàn)複雜,推廣應用還(hái)比較困難。前者精度低(dī)些(xiē),同時(shí)也考慮了FL的影(yǐng)響。由于它計(jì)算(suàn)簡捷,需要的物理(lǐ)參數(shù)不多(duō),使用起來(lái)更加方便。
 

174各種流量系數(shù)計(jì)算(suàn)公式比較情況如何?

      對不可(kě)壓縮流體(tǐ)——液體(tǐ)的一般計(jì)算(suàn)公式,各個(gè)都差異不大(dà),而對于可(kě)壓縮流體(tǐ)則不同。可(kě)壓縮流體(tǐ)流量系數(shù)的計(jì)算(suàn)比一般液體(tǐ)要複雜,其原因是可(kě)流體(tǐ)經節流之後體(tǐ)積膨脹、密度減小(xiǎo),而且在P1不變和(hé)△P增加到一定程度時(shí),通(tōng)過節流孔後會(huì)達到臨界狀态,産生(shēng)阻塞流,因此必須考慮這些(xiē)因素的影(yǐng)響而對計(jì)算(suàn)公式加以修正。主要的氣體(tǐ)流量系數(shù)計(jì)算(suàn)公式見表3-5。

 
 

175在表3-5中的8種公式,哪些(xiē)屬于早期公式,哪些(xiē)屬于近期公式?

      對流量系數(shù)公式的分析與比較關鍵在于對可(kě)壓縮流體(tǐ)公式的比較。從表3-5中看出不同計(jì)算(suàn)公式的考慮因素各不相同,但(dàn)畢竟都以原來(lái)的液體(tǐ)計(jì)算(suàn)公式為(wèi)基礎。可(kě)以把這些(xiē)公式分成早期公式和(hé)近期公式兩大(dà)類型。在所列的8種公式中,前4種屬于早期,而後4種屬于近期。
       在早期的計(jì)算(suàn)公式中,流量系數(shù)用CV或C表示,并用重度(ϒ )代替密度(ρ)計(jì)算(suàn)。因此,使用和(hé)理(lǐ)解這些(xiē)公式都要注意它的單位。
 

176早期公式中的壓縮系數(shù)法,在計(jì)算(suàn)氣體(tǐ)的流量系數(shù)時(shí),是對液體(tǐ)計(jì)算(suàn)公式加以修正的?

      壓縮系數(shù)法就是考慮到氣體(tǐ)的可(kě)壓縮性,在一般的液體(tǐ)計(jì)算(suàn)公式中添加一個(gè)氣體(tǐ)壓縮系數(shù)ε,對液體(tǐ)計(jì)算(suàn)公式進行(xíng)校(xiào)正,即
 
式中 QN——氣體(tǐ)标準狀态下體(tǐ)積流量,m3(标準)/h;
         t  ——氣體(tǐ)狀态下的溫度,℃。
       壓縮系數(shù)ε可(kě)用實驗确定,對空(kōng)氣實驗的結果,得(de)到ε和(hé)△P/P1的近似關系如下



 

177早期幾種流量系數(shù)計(jì)算(suàn)公式比較,其計(jì)算(suàn)誤差如何??

 

178為(wèi)什麽要開(kāi)發近期的計(jì)算(suàn)公式?各種計(jì)算(suàn)公式主要特點如何?

      前面介紹的4種早期公式,關于計(jì)算(suàn)誤差的討(tǎo)論,其試驗條件都是一些(xiē)低(dī)壓力恢複的普通(tōng)單座、雙座球體(tǐ)閥,因此公式中從未考慮到壓力恢複問題。随着工業的發展,使用的高(gāo)壓力恢複閥(如球閥、蝶閥等)越來(lái)越多(duō),作(zuò)壓差越來(lái)越大(dà),因此,早期公式越來(lái)越暴露出其不足,越來(lái)越不能滿足自控系統的要求。例如,在臨界壓差下用平均密度法的計(jì)算(suàn)值與實測數(shù)據已相差甚遠。對蝶閥,流量誤差達+45%;對V形球閥達+62%;對文丘裏角形閥達+138%;對文丘裏球閥甚達+150%;即使對一般單座閥也有(yǒu)+35%的誤差。因此,開(kāi)發新的計(jì)算(suàn)公式已經是緊迫的問題。